수중에서 근육의 산소수준을 추적하는 광학 기술

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-12-17

기술을 모니터링하고 향상시키려는 수영선수들과 다친 근육을 치료하려는 환자들이 자신들의 목적을 달성하는데 도움을 줄 빛 기반의 새로운 도구를 갖게 되었다. 에섹스대(University of Essex) 과학자들은 ‘Journal of Biomedical Optics(JBO)’에 발표된 논문에서 근육 산소화에 대한 최초의 수중 측정결과와 이 기술의 발전을 설명했다. ‘근육 산소화에 대한 수중 근적외선 분광 측정 : 실험적 확인 및 수영선수와 트라이애슬론 선수에 대한 예비 관찰’이라는 제목의 논문이 국제광학포토닉스학회 SPIE가 발간하는 JBO 최신호에 발표되었다. “인간의 수중 활동에 대한 실시간 측정에 이용될 수 있는 방법들은 제한된다. 이러한 사실은 스포츠 분야에서 발생되는 것과 같이 역동적인 운동을 하는 동안에 특히 그렇다. 이 논문은 수영 중인 선수의 근육 산소화를 측정하는 근적외선 분광법 이용에 대한 최초의 증명이다. 이 기술은 스포츠 활동을 점검하는 새로운 방법으로서만이 아니라, 냉욕 요법과 같은 물 기반의 치료법을 이용한 회복 상태를 추적하고 최적화하는 수단으로서도 의미가 있다”고 라퀼라대(University of L`Aquila)의 임상의학공중보건환경생명과학과 교수이자 JBO 부편집자인 마르코 페라리(Marco Ferrari)는 말했다. 분광법을 이용하는 과학자들은 물질과 광파의 상호작용 방식, 즉 빛의 흡수, 반사, 굴절, 혹은 색상(파장)의 다양한 변화를 기반으로 하는 독특한 화학적 특징을 도출함으로써 물질을 식별할 수 있다. 근적외선 분광법은 전자기 스펙트럼의 근적외선 영역의 광파를 이용하며, 식품과 화학물질 품질관리를 위한 센서, 혈액의 당이나 산화도 분석과 같은 진단의학, 혹은 뇌나 신경의 작용을 점검하는데 널리 이용되고 있다. 근적외선 분광법은 운동경기에도 점점 더 많이 사용되고 있다고 에섹스대 생명과학대 스포츠운동과학센터장이자 주연구자인 크리스 쿠퍼(Chris Cooper) 교수는 말했다. 새로운 무선, 텔레메틱스 및 웨어러블 장치를 포함한 하드웨어와 소프트웨어의 기술적 발전으로 근적외선 측정법은 다양한 스포츠 분야에서 가능해졌다. 하지만 현재 이용할 수 있는 휴대용 장치들은 방수가 되지 않으며, 수중 환경이 제공하는 운동 매질은 임의의 생리측정을 수행하기가 힘들다. 산소 수준을 감시하는 능력은 수영선수에게 귀중한 정보를 제공하며 움직이는 근육이 강한 근력과 지구력을 유지할 정도로 충분한 산소를 포함하고 있음을 보장하는데 도움을 줄 것이다. “이 연구는 수영선수가 수중에서 운동하는 동안에 주변 근육의 산소화 변화를 측정할 수 있게 해준다. 개조된 스노클처럼 현존하는 수영 기구의 혁신적인 변경으로 산소 소비에 대한 체계적인 측정이 달성된 바 있다. 이제 방수 근적외선 장치가 개발됨으로써 이전에는 접근할 수 없었던 운동 환경에서도 근육의 산소화와 혈류의 측정이 용이해질 것”이라고 쿠퍼는 말했다. http://www.photonicsonline.com/doc/light-based-technology-tracks-oxygen-underwaterr-swim-muscle-repair-0001